鋰電池組用雙向電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池組充放電管理電路，特別是一種鋰電池組用雙向電源。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著整個電信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)的各種技術(shù)層出不窮。光通信技術(shù)一直都是整個通信領(lǐng)域關(guān)注的焦點之一。同樣，隨著寬帶用戶的快速增長，在接入網(wǎng)絡(luò)層面，較之傳統(tǒng)的銅線接入技術(shù)，光纖接入有著覆蓋面積廣、傳輸距離遠(yuǎn)、帶寬高、安全、建設(shè)維護(hù)成本低等優(yōu)點，“光進(jìn)銅退”成為必然選擇。在這個過程中，電源問題成為影響光通信質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一，光網(wǎng)絡(luò)必須配備性能更加完善的電源管理系統(tǒng)。
[0003]傳統(tǒng)的通信設(shè)備備用電源是鉛酸電池，但是鉛酸電池有其固有的缺點:污染、體積大、維護(hù)成本高，被低碳環(huán)保的鋰離子電池取代已成為一種趨勢。鋰離子電池取代鉛酸電池需要一個過程，目前通信設(shè)備電源為了兼容鉛酸電池及鋰離子電池，系統(tǒng)所輸出的充電電壓能夠使鉛酸電池充滿電，但可能不足以使鋰離子電池充滿，因此為了使通信設(shè)備有更好的備用電源兼容性，鋰離子電池備用電源系統(tǒng)需要將充電電壓進(jìn)行升壓(即低壓充電)。
[0004]現(xiàn)有電池管理系統(tǒng)設(shè)計中，出于成本考慮而采用功率MOS反向串聯(lián)來實現(xiàn)充電與放電功能的單獨控制，SI為放電MOS管，S2為充電MOS管，如圖1所示。其缺點主要表現(xiàn)在限流充電方面:
[0005]1、BMS處于限流充電狀態(tài)時，電流沖擊大，用更多的MOS管并聯(lián)來實現(xiàn)均分大電流；
[0006]2、電解電容發(fā)熱嚴(yán)重，其使用壽命收到嚴(yán)重影響；
[0007]3、功率MOS處于硬開關(guān)狀態(tài)，開通和關(guān)斷損耗大，需要配置大面積散熱器，體積上升；
[0008]4、由于功率管的高速通斷造成高頻電流而非靜態(tài)電流的產(chǎn)生，由于高頻電流的趨膚效應(yīng)，出現(xiàn)導(dǎo)線發(fā)熱嚴(yán)重；
[0009]5、EM1、EMC問題突出，不容易通過安規(guī)測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種解決了原先外部電源反接引起的上述問題的鋰電池組用雙向電源。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明鋰電池組用雙向電源，包括鋰離子電池組、電容Cl以及外部電源;在所述鋰離子電池組的正極和負(fù)極之間串接一雙向半橋電路;其中所述半雙橋電路包括:第一 MOS管SI，所述第一 MOS管SI的漏極與所述外置充電電源正極或者負(fù)載正極連接;第二 MOS管S2，所述第二 MOS管S2的漏極與所述第一 MOS管SI的源極連接;所述第二MOS管S2的源極與所述外置充電電源負(fù)極或者負(fù)載負(fù)極連接;第三MOS管S3，所述第三MOS管S3的漏極與所述鋰離子電池組的正極連接;第四MOS管S4，所述第四MOS管S4的漏極與所述第三MOS管S3的源極連接;所述第四MOS管S4的源極與所述鋰離子電池組的負(fù)極連接；以及電感L，所述電感L的一端連接在所述第二 MOS管S2的漏極與所述第一 MOS管SI的源極的連接處，所述電感L的另一端連接在所述第四MOS管S4的漏極與所述第三MOS管S3的源極的連接處。
[0012]優(yōu)選地，在所述第一 MOS管S1、所述第二 MOS管S2、所述第三MOS管S3及所述第四MOS管S4的漏極與源極之間分別連接體內(nèi)伴隨反向二極管。
[0013]優(yōu)選地，在所述第一MOS管SI的漏極與所述第三MOS管S3的漏極之間連接有反向串聯(lián)的第五MOS管S5和第六MOS管S6。
[0014]優(yōu)選地，在所述第五MOS管S5和所述第六MOS管S6的漏極與源極之間分別連接體內(nèi)伴隨反向二極管。
[0015]優(yōu)選地，所述第一 MOS管S1、所述第二 MOS管S2、所述第三MOS管S3及所述第四MOS管S4為N型場效應(yīng)管。
[0016]優(yōu)選地，所述第五MOS管S5和所述第六MOS管S6為N型場效應(yīng)管。
[0017]優(yōu)選地，所述電容Cl為極性電極電容。
[0018]本發(fā)明鋰電池組用雙向電源具備以下優(yōu)勢:
[0019]1、作為一個電源拓?fù)?，解決了限流充電以及瞬間大電容負(fù)載接入造成的沖擊，尤其對短路保護(hù)更迅速，可在10微妙之內(nèi)切斷。
[°02°] 2、可通過控制單元加入并聯(lián)均流功能，純粹硬件并聯(lián)均流能就能保證多臺電池組并聯(lián)，軟件方式實現(xiàn)均流時，臺數(shù)不受限制。
[0021]3、當(dāng)不需要限流充電功能時，可以打開第一 MOS管SI，第三MOS管S3，關(guān)閉第二 MOS管S2，第四MOS管S4，同時打開第五MOS管S5，第六MOS管S6實現(xiàn)與原電路相同的直通功能。
[0022]4、解決了原來方案中外部電源反接引起的問題，原方案中開機(jī)默認(rèn)狀態(tài)為充放電MOS均導(dǎo)通，當(dāng)外部電源反接，功率MOS承受電壓為電池電壓加上外部電源電壓的二者之和，通常超過MOS正常耐壓造成電壓擊穿。
【附圖說明】
[0023]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯。
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)鋰電池充放電主回路電路圖；
[0025]圖2為本發(fā)明鋰電池組用雙向電源電路圖；
[0026]圖3為本發(fā)明鋰電池組用雙向電源電流工作波形圖；
[0027]圖4為本發(fā)明鋰電池組用雙向電源工作步驟分解圖一；
[0028]圖5為本發(fā)明鋰電池組用雙向電源工作步驟分解圖二；
[0029 ]圖6為本發(fā)明鋰電池組用雙向電源工作步驟分解圖三；
[0030]圖7為本發(fā)明鋰電池組用雙向電源工作步驟分解圖四；
[0031]圖8為本發(fā)明鋰電池組用雙向電源工作步驟分解圖五；
[0032]圖9為本發(fā)明鋰電池組用雙向電源工作步驟分解圖六。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明鋰電池組用雙向電源作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]如圖2所示，本發(fā)明鋰電池組用雙向電源，在線路中增加一個儲能電感L，與雙半橋電路組成雙向升降壓電路，實現(xiàn)可控的電壓和電流輸出，紋波電壓紋波電流低(±1%)。
[0035]在非限流模式下，為降電感直流阻抗導(dǎo)致的導(dǎo)通功耗，還在電路中增加了第五MOS管S5和第六MOS管S6兩只MOS管。在限流模式時，第五MOS管S5與第六MOS管S6始終關(guān)閉。
[0036]系統(tǒng)的熱損耗Ps正比于電感電流有效值的平方，降低回路電流的有效值使控制的目標(biāo)方向。電流工作波形如圖3所示。
[0037]在每個開關(guān)周期內(nèi)，第一MOS管SI?第四MOS管S4都動作一次，在控制策略上，Tl前移，T3后移，進(jìn)一步降低電感電流的有效值，進(jìn)而降低回路功耗。
[0038]運(yùn)行中，每一只MOS管工作于諧振狀態(tài)(ZVS關(guān)閉，ZCS/ZVS開通):
[0039]控制方式上，要確保每個開關(guān)管在其體內(nèi)二極管導(dǎo)通時才打開，以實現(xiàn)ZVS或ZCS功能。
[0040]負(fù)的